VoIP 語音通話質量分析 (VOIP Voice Quality)
VoIP 語音通話質量分析 (VOIP Voice Quality) — VoIP關鍵技術 — VoIP是將模擬信號(Analogue Signal) 進行採樣、壓縮、打包等一系列處理後,以IP數據包的形式在IP分組交換網絡上進行傳輸。簡單而言,它是將模擬信號轉換成可以在網絡中傳輸的數字信號。 在建立VoIP通話之前,先要進行呼叫,完成這一任務的信令系統。建立呼叫之後要對數據進行實時傳輸,這就需要一種實時傳輸技術。要使音頻信號在分組交換網絡傳輸,還要把模擬信號轉換成數字信號,並進行適當壓縮、編碼以適應這種傳輸,這就需要在傳輸之前對音頻進行編碼。在傳輸過程中還需要對通話服務質量進行實時監控,因此還需要QoS質量保證技術來完成相應工作。VoIP中的關鍵技術總結起來就是:信令技術、語音編碼技術、實時傳輸技術、QoS質量保證技術。 1.1 信令技術 信令技術,可以理解為一種控制機制。在VoIP系統中常用的信令技術有2個:一個是國際電信標準制定的H.323;另一個是因特網工作組(IETF)指定的會話初始協議SIP。 2種技術中,H.323是一個完整的體系,提供了完成VoIP通信的所有子協議,但是由於H.323龐大復雜,不易於管理維護,而且它不是一個開放性的協議。與此相比,SIP顯得更加靈活,擴展性強。SIP協議只提供會話建立、呼叫控制的功能,因而建立呼叫時間相對較短,SIP還需要與其他協議協同完成VoIP的具體通話技術。目前SIP協議已經已被廣泛應用到VoIP業務的實現中。 1.2 語音編碼技術 由於傳輸用到的帶寬有限,因此需要將數據壓縮得盡可能小,來降低傳輸比特率。目前主流的技術有波形編碼、參量編碼和混合編碼。VoIP應用中主流的波形編碼有G.711、G.721、G.723、G.726和G.727,而G728、G.729、Speex等則是主流的參數和混合編碼。這些編碼各有自己獨特算法,速率、複雜度也不盡相同。 1.3 實時傳輸技術 實時傳輸技術用來保障壓縮數據可以有序,同步到達接收方,便於接收方對數據進行解碼。目前VoIP系統中的實時傳輸技術主要是通過RTP協議實現。 1.4 QoS質量保證技術 為了保障服務質量,VoIP採用了資源預留協議RSVP以及實時傳輸控制協議RTCP。 RSVP信令協議,可以為網絡上的任何終端、主機之間建立的路徑保留寬帶,為數據傳輸預定、保證QoS。RTCP在進程之間交換控制信息,對傳輸質量進行管理。在RTP會話期間,參加會話的成員會間隔的傳送包含了已發送數據包數量、丟包數量等統計數據的RTCP包。利用這些信息,服務器就可以動態調整傳輸速率乃至改變載荷類型。RTCP一般和RTP捆綁使用,可以有效反饋、優化傳輸效率。 — 影響VoIP語音質量因素 — 由於VoIP業務是通過因特網來傳輸封包,因此會產生封包延遲、丟包等。影響VoIP語音質量的因素主要有:時延、時延抖動、丟包率。 2.1 時延 (Delay) 數據從發話端傳輸到接收端所需要的時間即形成了時延。語音通信系統中,時延的增加會讓通話雙方感覺語音傳輸的停頓感,同時也會造成回音。對於公用電話網,延時一般只有50~70ms,而IP電話的延時較大,通常較為150~200ms,因此,VoIP系統的時延控制在100ms~150ms內,否則語音質量難以保證。VoIP系統中,時延由存儲轉發時延、傳播時延以及處理時延組成。 2.2 時延抖動 在一個VoIP呼叫過程中,所有發送的數據包經過不同路徑到達目的地的時間差異形成了時延抖動。由於VoIP在IP網絡上存在不同路由,而導致統一數據包之間也會有不同時延,存在傳輸時間差,因此產生抖動。 2.3 丟包率 (Packet Loss %) IP數據包傳輸的過程中,丟失的數據包數量佔所發送數據包總量的比率形成了丟包率。不僅數據包在網絡傳輸過程中可能產生丟包,當語音網絡中超出抖動緩衝區所能承受的最大時延也會產生丟包。丟包會造成話音信息的缺失,嚴重時會導致話音的不連貫,甚至無法準確收聽到對方的話音。丟包率主要與網絡的流量有關,它是影響話音質量的重要因素。 […]